CN114414663B - 一种土壤测量方法、装置、电子设备以及存储介质 - Google Patents
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Abstract
本申请提供一种土壤测量方法、系统、电子设备以及存储介质。通过土壤测量装置测量土壤的含水量和盐分导电率；土壤测量装置包括超声波发射装置、超声波返回装置、聚合物介质和腔壁，腔壁包括对外吸收和蒸发的孔；方法包括：对土壤测量装置的环境因素值进行测量并保存；对超声波在聚合物介质内的传播时间进行测量并保存；根据超声波在聚合物介质内的传播时间及测量设备土壤测量装置的环境因素，计算土壤的水分及盐分导电率；本技术方案可以解决现有技术中测量的电子元器件直接与土壤接触，导致因氧化而使得湿度测量精准度降低且无法同时完成对土壤的盐分导电率测量的技术问题。
Description
技术领域
本申请涉及农业测量领域，具体而言，涉及一种土壤测量方法、系统、电子设备及计算机可读存储介质。
背景技术
在农业领域，常涉及到对土壤进行分析，其中土壤的湿度和盐分导电率的测试是其中的一个重要步骤。在现有技术中，一般是使用电容型土壤湿度传感器或者电阻型土壤湿度传感器，两种传感器利用湿敏电容或电阻，利用传感器主要材料对水分子的较强吸附性，实现电信号的转化，完成对湿度的监测。
在当前技术中，电容型土壤湿度传感器和电阻型土壤湿度传感器的电子元器件，都需要与土壤进行直接接触，电子元器件的金属电解氧化电极，长期暴露在待测环境中容易被污染，从而使得测量的精准度被降低。此外，现有技术只能实现对土壤的湿度的测量，无法对土壤的其他性质进行综合的测量。
发明内容
本申请实施例的目的在于提供一种土壤测量方法，用以解决现有技术中测量的电子元器件直接与土壤接触，导致因氧化而使得湿度测量精准度降低且无法同时完成对土壤的盐分导电率测量的技术问题。
为了实现上述目的，本申请实施例所提供的技术方案如下所示：
第一方面，本申请实施例提供一种土壤测量方法。所述方法通过土壤测量装置设备测量土壤的含水量和盐分导电率；所述土壤测量装置包括超声波发射装置、超声波返回装置、聚合物介质以及腔壁，所述腔壁包括对外吸收和蒸发的孔；所述方法包括：对所述土壤测量装置的环境因素值进行测量并保存；对超声波在聚合物介质内的传播时间进行测量并保存；以及根据所述超声波在聚合物介质内的传播时间及所述土壤测量装置的环境因素，计算所述土壤的水分及盐分导电率；其中，所述传播时间包括：所述聚合物介质未放置于待测土壤时的第一时间差值、以及所述聚合物介质放置于待测土壤时的第二时间差值。
在本实施例中，土壤测量方法需要借助土壤测量装置进行测量，土壤测量装置包括超声波发射装置、超声波返回装置、聚合物介质以及腔壁，腔壁则含有用于对外吸收和蒸发的孔，本方案利用这样的装置对土壤的含水量和盐分导电率进行测试。在测试的步骤中，首先对土壤测量装置所处的环境因素值进行测量，并将测量的数据进行保存，随后完成对超声波在土壤测量装置内的传播时间的测量，并完成保存，这里的传播时间指的是在聚合物介质未放置于待测土壤时所测得的第一时间差值，以及聚合物介质放置于待测土壤时的第二时间差值。根据测量的环境因素值和超声波在土壤测量装置中的传播速度，完成对土壤的水分和盐分导电率测试。本技术方案可以实现利用超声波较为精准地测量土壤的水分和盐分导电率。
进一步地，所述对所述测量设备土壤测量装置内的环境因素值进行测量并保存，包括：测量所述测量设备土壤测量装置的超声波发射装置到超声波返回装置的距离值；实时采集所述测量设备土壤测量装置的环境温度，并将所述环境温度数据进行保存；
在本实施例中，需要完成对土壤测量装置的环境因素值进行测量，一方面需要对测量装置中的超声波发射装置到超声波返回装置的距离的测量，另一方面，由于环境温度对土壤水分和盐分导电率的影响，需要测试土壤测量装置所处的环境温度，并将测得的环境温度数据进行保存。本技术方案可以实现对环境相关数据的收集，提升土壤测量的准确率。
进一步地，所述第一时间差值由所述第一接收时间与所述第一发射时间的差值确定；所述第一发射时间为在所述聚合物介质未利用腔壁与外界土壤进行水分吸收和蒸发时，超声波从所述超声波发射装置发射的时间；所述第一接收时间为在所述聚合物介质未利用腔壁与外界土壤进行水分吸收和蒸发时，超声波经所述超声波返回装置反射后返回到所述超声波发射装置的时间。
在本实施例中，在对第一时间差值进行确定时，需要对第一发射时间和第一接收时间进行确认，第一发射时间指的是在所述聚合物介质未利用腔壁与外界土壤进行水分吸收和蒸发时，记录超声波从所述超声波发射装置发射的第一发射时间，在此状态下，土壤测量装置并未被放置于土壤中，并未与外界土壤进行水分吸收和蒸发。第一接收时间为在所述聚合物介质未利用腔壁与外界土壤进行水分吸收和蒸发时，记录超声波经所述超声波返回装置反射后返回到所述超声波发射装置的第一接收时间并进行保存，超声波在此状态下从发射到返回的时间差，就是第一时间差。本技术方案可以实现对聚合物介质处于原始未测量状态下，超声波在其中传播时间的测量。
进一步地，所述第二时间差值由所述第二接收时间与所述第二发射时间的差值确定；所述第二发射时间为在所述聚合物介质放置于待测土壤中，利用腔壁与待测土壤进行水分吸收和蒸发时，超声波从所述超声波发射装置发射的时间；所述第二接收时间为在所述聚合物介质放置于待测土壤中，利用腔壁与待测土壤进行水分吸收和蒸发时，超声波经所述超声波返回装置反射后返回到所述超声波发射装置的时间。
在本实施例中，在对第二时间差值进行确定时，需要对第二发射时间和第二接收时间进行确认，第二发射时间指的是在所述聚合物介质利用腔壁与外界土壤进行水分吸收和蒸发时，记录超声波从所述超声波发射装置发射的第二发射时间，在此状态下，土壤测量装置被放置于土壤中，与外界土壤进行水分吸收和蒸发。第二接收时间为在所述聚合物介质利用腔壁与外界土壤进行水分吸收和蒸发时，记录超声波经所述超声波返回装置反射后返回到所述超声波发射装置的第二接收时间并进行保存，超声波在此状态下从发射到返回的时间差，就是第二时间差。本技术方案可以实现测量聚合物介质在已与被测土壤进行水分吸收和散发后，超声波在其中的传播时间。
进一步地，所述根据所述超声波在聚合物介质内的传播时间及所述土壤测量装置的环境因素，计算所述土壤的水分及盐分导电率，包括：建立所述环境因素与超声波在聚合物介质中的传播速度的补偿运算关系模型。
在本实施例中，由于环境因素会对超声波在介质中的传播速度造成影响，因此在本实施例中建立一个运算关系模型，这个运算关系模型就用于计算环境因素对超声波在聚合物介质中的传播速度之间的关系，并根据相关的关系建立补充运算关系模型。本技术方案可以实现对由于环境因素影响超声波传播速度的测量值，从而使得土壤测量数据不准确的修正。
进一步地，所述根据所述超声波在聚合物介质内的传播时间及所述土壤测量装置的环境因素，计算所述土壤的水分及盐分导电率，包括：根据所述土壤测量装置超声波发射装置到超声波返回装置的距离值、所述第一时间差值以及第二时间差值，计算超声波在所述聚合物介质中的实际传播速度；根据所述补偿运算关系模型，利用具体测量得到的环境因素值和所述实际传播速度，计算实际补偿运算值；根据所述第一时间差值、第二时间差值、所述实际补偿运算值，计算所述土壤的湿度。
在本实施例中，首先利用测量的超声波发射装置到返回装置的距离，以及测得的第一时间差值和第二时间差值，得到超声波在未工作状态下和对土壤进行测量的状态下，分别所对应的超声波传播速度。随后，利用补偿运算关系模型，结合实际测量的环境因素值和实际传播速度，计算出实际的补偿运算值。最后，根据第一时间差值、第二时间差值和实际补偿运算值，计算所述土壤的湿度。本技术方案可以实现对土壤湿度额度测量。
进一步地，所述根据所述超声波在聚合物介质内的传播时间及所述土壤测量装置的环境因素，计算所述土壤的水分及盐分导电率土壤测量装置，包括：根据所述第一时间差值、第二时间差值、所述实际补偿运算值，计算所述土壤的盐分含量。
在本实施例中，利用第一时间差值、第二时间差值和实际补偿预算值，可以计算出土壤的盐分含量。本技术方案可以实现对土壤盐分含量的测试，进而得出其盐分导电率。
第二方面，本申请实施例提供一种土壤测量装置，包括：环境监测模块、时间测量模块、计算模块、土壤测量装置土壤测量装置超声波发射装置、超声波返回装置、聚合物介质以及腔壁，所述腔壁包括对外吸收和蒸发的孔；所述环境监测模块用于对土壤测量装置的环境因素值进行测量并保存；所述时间测量模块对超声波在聚合物介质内的传播时间进行测量并保存；以及所述计算模块用于根据所述超声波在聚合物介质内的传播时间及所述土壤测量装置的环境因素，计算所述土壤的水分及盐分导电率；其中，所述传播时间包括聚合物介质未放置于待测土壤的第一时间差值、聚合物介质放置于待测土壤的第二时间差值。
在本实施例中，土壤测量装置包括超声波发射装置、超声波返回装置、聚合物介质、腔壁以及环境监测模块、时间测量模块和计算模块，腔壁则含有用于对外吸收和蒸发的孔，本方案利用这样的装置对土壤的含水量和盐分导电率进行测试。首先环境监测模块对土壤测量装置所处的环境因素值进行测量，并将测量的数据进行保存，随后时间测量模块完成对超声波在土壤测量装置内的传播时间的测量，并完成保存，这里的传播时间指的是在聚合物介质未放置于待测土壤时所测得的第一时间差值，以及聚合物介质放置于待测土壤时的第二时间差值。计算模块根据测量的环境因素值和超声波在土壤测量装置中的传播速度，完成对土壤的水分和盐分导电率测试。
进一步地，环境监测模块需要完成对土壤测量装置的环境因素值进行测量，一方面需要对测量装置中的超声波发射装置到超声波返回装置的距离的测量，另一方面，由于环境温度对土壤水分和盐分导电率的影响，需要测试土壤测量装置所处的环境温度，并将测得的环境温度数据进行保存。
进一步地，在对第一时间差值进行确定时，时间测量模块需要对第一发射时间和第一接收时间进行确认，第一发射时间指的是在所述聚合物介质未利用腔壁与外界土壤进行水分吸收和蒸发时，记录超声波从所述超声波发射装置发射的第一发射时间，在此状态下，土壤测量装置并未被放置于土壤中，并未与外界土壤进行水分吸收和蒸发。第一接收时间为在所述聚合物介质未利用腔壁与外界土壤进行水分吸收和蒸发时，记录超声波经所述超声波返回装置反射后返回到所述超声波发射装置的第一接收时间并进行保存，超声波在此状态下从发射到返回的时间差，就是第一时间差。
进一步地，时间测量模块在对第二时间差值进行确定时，需要对第二发射时间和第二接收时间进行确认，第二发射时间指的是在所述聚合物介质利用腔壁与外界土壤进行水分吸收和蒸发时，记录超声波从所述超声波发射装置发射的第二发射时间，在此状态下，土壤测量装置被放置于土壤中，与外界土壤进行水分吸收和蒸发。第二接收时间为在所述聚合物介质利用腔壁与外界土壤进行水分吸收和蒸发时，记录超声波经所述超声波返回装置反射后返回到所述超声波发射装置的第二接收时间并进行保存，超声波在此状态下从发射到返回的时间差，就是第二时间差。
进一步地，由于环境因素会对超声波在介质中的传播速度造成影响，因此计算模块在本实施例中建立一个运算关系模型，这个运算关系模型就用于计算环境因素对超声波在聚合物介质中的传播速度之间的关系，并根据相关的关系建立补充运算关系模型。
进一步地，计算模块首先利用测量的超声波发射装置到返回装置的距离，以及测得的第一时间差值和第二时间差值，得到超声波在未工作状态下和对土壤进行测量的状态下，分别所对应的超声波传播速度。随后，利用补偿运算关系模型，结合实际测量的环境因素值和实际传播速度，计算出实际的补偿运算值。最后，根据第一时间差值、第二时间差值和实际补偿运算值，计算所述土壤的湿度。
进一步地，计算模块利用第一时间差值、第二时间差值和实际补偿预算值，可以计算出土壤的盐分含量。
第三方面，本申请实施例提供一种电子设备，包括：处理器、存储器和总线；所述处理器和所述存储器通过所述总线完成相互间的通信；所述存储器存储有可被所述处理器执行的程序指令，所述处理器调用所述程序指令能够执行如第一方面中的方法。
第四方面，本申请实施例提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储计算机指令，所述计算机指令使所述计算机执行如第一方面中的方法。
为使本申请的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举本申请实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对本申请实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本申请实施例提供的一个优选的土壤测量装置示意图；
图2为本申请实施例提供的土壤测量方法步骤示意图；
图3为本申请实施例提供的土壤湿度测量方法步骤示意图；
图4为本申请实施例提供的土壤测量装置模块示意图；以及
图5为本申请实施例提供的电子设备的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行描述。
图1为本申请实施例提供的一个优选的土壤测量装置示意图。
请参见图1，在一个优选的实施例中，土壤测量装置为一个笔状的物体，可以插入到土壤中，土壤测量装置的一个区域内，填充有粒状的聚合物填充，作为聚合物介质，在这个区域的两边，分别是超声波发射装置和超声波返回装置，超声波发射装置用于发射超声波并实现接收和计时，超声波返回装置用于使得超声波在聚合物介质传输至测量装置的另一面后反射回超声波发射装置。在聚合物介质的外部是腔壁，所述腔壁表面有多个对外吸收和蒸发的孔，用于聚合物介质与外界土壤进行水分的交换。
图2为本申请实施例提供的土壤测量方法步骤示意图。
请参见图2，图2为本申请实施例提供的土壤测量方法步骤示意图，在图2中，该方法的具体执行步骤包括：
步骤201：对所述土壤测量装置的环境因素值进行测量并保存；
在步骤201的具体实施过程中，首先对土壤测量装置的环境因素进行确定，将测量到的环境因素的具体值进行保存。
步骤202：对超声波在聚合物介质内的传播时间进行测量并保存；
在步骤202的具体实施过程中，完成对超声波在土壤测量装置内的传播时间的测量，传播时间就是超声波在土壤测量装置的填充物介质中传播的时间。传播时间在此也被称为第一时间差值和第二时间差值，第一时间差值指的是当填充物介质并未投入工作，也就是并未与外界土壤进行水分吸收与散发时，超声波从发射到返回的时间，第二时间差值则是当填充物介质与外界土壤进行水分吸收与散发后，超声波从发射到返回的时间。
步骤203：根据所述超声波在聚合物介质内的传播时间及所述土壤测量装置的环境因素，计算所述土壤的水分含量及盐分导电率。
在步骤203的具体实施过程中，根据超声波的传播时间和环境因素的综合分析，计算出土壤的水分含量和盐分导电率。
进一步地，所述对所述土壤测量装置内的环境因素值进行测量并保存，包括：测量所述土壤测量装置的超声波发射装置到超声波返回装置的距离值；采集所述土壤测量装置的环境温度，并将所述环境温度数据进行保存。环境因素可能由多方面构成，首先一方面是超声波发射装置到返回装置的距离，这是由装置本身的特性对于土壤测量的环境的影响，在传播速度相同时，超声波的传播时间不同。此外，对于土壤测量影响最大的就是测量时的温度，在一个优选的实施例中，以25℃作为标准的环境温度，当测量时的环境温度高于或低于25℃时，土壤测量的精准度相比标准环境时会有误差，因此需要在测量之前，对测量的环境温度进行采集并保存，以便排除因环境温度差异对测量精准度的影响。
进一步地，所述第一时间差值由所述第一接收时间与所述第一发射时间的差值确定；所述第一发射时间为在所述聚合物介质未利用腔壁与外界土壤进行水分吸收和蒸发时，超声波从所述超声波发射装置发射的时间；所述第一接收时间为在所述聚合物介质未利用腔壁与外界土壤进行水分吸收和蒸发时，超声波经所述超声波返回装置反射后返回到所述超声波发射装置的时间。土壤测量装置在进行测量之前，需要首先进行一次超声波传播时间的测量。在固定的环境因素下，超声波在聚合物介质中的传播速度是固定的，因此可以测得的超声波经发射再返回的时间是固定不变的，在这一阶段，聚合物介质并未与外界发生水分的吸收和蒸发，在此条件下，测得超声波在未进行工作的聚合物介质中的传播时间。当超声波从超声波发射装置发射时，记录发射时间，超声波经超声波返回装置反射后，回到超声波发射装置，再次记录发射时间，上述所记录的发射时间的差值，就是第一时间差值。
进一步地，所述第二时间差值由所述第二接收时间与所述第二发射时间的差值确定；所述第二发射时间为在所述聚合物介质放置于待测土壤中，利用腔壁与待测土壤进行水分吸收和蒸发时，超声波从所述超声波发射装置发射的时间；所述第二接收时间为在所述聚合物介质放置于待测土壤中，利用腔壁与待测土壤进行水分吸收和蒸发时，超声波经所述超声波返回装置反射后返回到所述超声波发射装置的时间。土壤测量装置所使用的聚合物介质具有特定的成分，且土壤测量装置的腔壁上有多个对外吸收和散发的孔，当土壤测量装置插入土壤中后，聚合物介质会利用这些墙壁上的孔与外界土壤发生水分的交换，最终达到一种平衡状态，在这种平衡状态下，可以认为聚合物的湿度就等于被测土壤所带来变化的湿度，在此种条件下，当超声波从超声波发射装置发射时，记录发射时间，超声波经超声波返回装置反射后，回到超声波发射装置，再次记录发射时间，上述所记录的发射时间的差值，就是第二时间差值。
进一步地，所述根据所述超声波在聚合物介质内的传播时间及所述土壤测量装置的环境因素，计算所述土壤的水分及盐分导电率，包括：建立所述环境因素与超声波在聚合物介质中的传播速度的补偿运算关系模型。超声波在聚合物介质中的传播速度受环境因素影响，因此需要建立一个量化的模型来消除环境因素对于最终土壤测量数值的精准度影响，利用这样的关系建立补偿运算关系模型。
图3为本申请实施例提供的土壤湿度测量方法步骤示意图。
请参见图3，图3为土壤湿度测量的方法步骤示意图。该方法的执行步骤包括：
步骤301：根据所述土壤测量装置超声波发射装置到超声波返回装置的距离值、所述第一时间差值以及第二时间差值，计算超声波在所述聚合物介质中的实际传播速度。
在步骤301的具体实施过程中，由于在前述方案中已经测得土壤测量装置从发射装置到返回装置的距离值，且第一时间差值和第二时间差值也已测得，则可以根据距离值和第一时间差值，计算出在聚合物介质处于初始状态下，超声波在其中的实际传播速度。根据距离值和第二时间差值，计算出在聚合物介质已经借助腔壁上的孔与外界土壤进行水分吸收和散发的状态下，超声波在其中的实际传播速度。
步骤302：根据所述补偿运算关系模型，利用具体测量得到的环境因素值和所述实际传播速度，计算实际补偿运算值。
在步骤302的具体实施过程中，由于已经建立好了补偿运算模型，在本步骤中，需要利用补偿运算模型确定实际补偿运算值，根据前述测得的环境因素值，以及超声波在聚合物处于不同状态下的实际传播速度，根据实测的相关值，可以确定在土壤测量中，由于环境因素的改变，例如温度的升高，所需要在土壤测量的最终数值中进行具体补偿修正的值。
步骤303：根据所述第一时间差值、第二时间差值、所述实际补偿运算值，计算所述土壤的湿度。
在步骤303的具体实施过程中，在根据超声波在聚合物处于不同介质下，也就是在聚合物处于原始状态下和聚合物完成与外界土壤进行水分交换的状态下超声波分别对应的传播时间第一时间差和第二时间差，利用两个时间差之间的关系，计算出水分交换对聚合物的具体影响值，再结合实际补偿预算值，消除环境因素对超声波在聚合物中传递速度的影响，根据超声波的传播速度和聚合物介质水分含量的关系，最终得到精确的土壤湿度值。
进一步地，所述根据所述超声波在聚合物介质内的传播时间及所述土壤测量装置的环境因素，计算所述土壤的水分及盐分导电率土壤测量装置，包括：根据所述第一时间差值、第二时间差值、所述实际补偿运算值，计算所述土壤的盐分含量。根据超声波的传播速度和聚合物介质盐分含量的关系，最终得到精确的土壤盐分导电率值。
图4为本申请实施例提供的土壤测量装置模块示意图。
请参见图4，图4示出了土壤测量装置400的装置模块示意图，图4包括了环境监测模块401、时间测量模块402以及计算模块403。
环境监测模块401:用于对土壤测量装置的环境因素值进行测量并保存。
在环境监测模块401的具体实施过程中，首先对土壤测量装置的环境因素进行确定，将测量到的环境因素的具体值进行保存。
时间测量模块402:用于对超声波在聚合物介质内的传播时间进行测量并保存。
在时间测量模块402的具体实施过程中，完成对超声波在土壤测量装置内的传播时间的测量，传播时间就是超声波在土壤测量装置的填充物介质中传播的时间。传播时间在此也被称为第一时间差值和第二时间差值，第一时间差值指的是当填充物介质并未投入工作，也就是并未与外界土壤进行水分吸收与散发时，超声波从发射到返回的时间，第二时间差值则是当填充物介质与外界土壤进行水分吸收与散发后，超声波从发射到返回的时间。
计算模块403：用于根据所述超声波在聚合物介质内的传播时间及所述土壤测量装置的环境因素，计算所述土壤的水分及盐分导电率。
在计算模块403的具体实施过程中，根据超声波的传播时间和环境因素的综合分析，计算出土壤的水分含量和盐分导电率。
进一步地，所述对所述土壤测量装置内的环境因素值进行测量并保存，包括：环境监测模块401测量所述土壤测量装置的超声波发射装置到超声波返回装置的距离值；环境监测模块401采集所述土壤测量装置的环境温度，并将所述环境温度数据进行保存。环境因素可能由多方面构成，首先一方面是超声波发射装置到返回装置的距离，这是由装置本身的特性对于土壤测量的环境的影响，在传播速度相同时，超声波的传播时间不同。此外，对于土壤测量影响最大的就是测量时的温度，在一个优选的实施例中，以25℃作为标准的环境温度，当环境监测模块401测量时的环境温度高于或低于25℃时，土壤测量的精准度相比标准环境时会有误差，因此需要在测量之前，对测量的环境温度进行采集并保存，以便排除因环境温度差异对测量精准度的影响。
进一步地，所述第一时间差值由所述第一接收时间与所述第一发射时间的差值确定；所述第一发射时间为在所述聚合物介质未利用腔壁与外界土壤进行水分吸收和蒸发时，超声波从所述超声波发射装置发射的时间；所述第一接收时间为在所述聚合物介质未利用腔壁与外界土壤进行水分吸收和蒸发时，超声波经所述超声波返回装置反射后返回到所述超声波发射装置的时间。土壤测量装置在进行测量之前，需要时间测量模块402首先进行一次超声波传播时间的测量。在固定的环境因素下，超声波在聚合物介质中的传播速度是固定的，因此可以测得的超声波经发射再返回的时间是固定不变的，在这一阶段，聚合物介质并未与外界发生水分的吸收和蒸发，在此条件下，时间测量模块402测得超声波在未进行工作的聚合物介质中的传播时间。当超声波从超声波发射装置发射时，时间测量模块402记录发射时间，超声波经超声波返回装置反射后，回到超声波发射装置，时间测量模块402再次记录发射时间，上述所记录的发射时间的差值，就是第一时间差值。
进一步地，所述第二时间差值由所述第二接收时间与所述第二发射时间的差值确定；所述第二发射时间为在所述聚合物介质放置于待测土壤中，利用腔壁与待测土壤进行水分吸收和蒸发时，超声波从所述超声波发射装置发射的时间；所述第二接收时间为在所述聚合物介质放置于待测土壤中，利用腔壁与待测土壤进行水分吸收和蒸发时，超声波经所述超声波返回装置反射后返回到所述超声波发射装置的时间。土壤测量装置所使用的聚合物介质具有特定的成分，且土壤测量装置的腔壁上有多个对外吸收和散发的孔，当土壤测量装置插入土壤中后，聚合物介质会利用这些墙壁上的孔与外界土壤发生水分的交换，最终达到一种平衡状态，在这种平衡状态下，可以认为聚合物的湿度就等于被测土壤所带来变化的湿度，在此种条件下，当超声波从超声波发射装置发射时，时间测量模块402记录发射时间，超声波经超声波返回装置反射后，回到超声波发射装置，时间测量模块402再次记录发射时间，上述所记录的发射时间的差值，就是第二时间差值。
进一步地，所述根据所述超声波在聚合物介质内的传播时间及所述土壤测量装置的环境因素，计算所述土壤的水分及盐分导电率，包括：建立所述环境因素与超声波在聚合物介质中的传播速度的补偿运算关系模型。超声波在聚合物介质中的传播速度受环境因素影响，因此需要计算模块403建立一个量化的模型来消除环境因素对于最终土壤测量数值的精准度影响，利用这样的关系建立补偿运算关系模型。
进一步地，由于在前述方案中已经测得土壤测量装置从发射装置到返回装置的距离值，且第一时间差值和第二时间差值也已测得，则计算模块403可以根据距离值和第一时间差值，计算出在聚合物介质处于初始状态下，超声波在其中的实际传播速度。计算模块403根据距离值和第二时间差值，计算出在聚合物介质已经借助腔壁上的孔与外界土壤进行水分吸收和散发的状态下，超声波在其中的实际传播速度。由于已经计算模块403建立好了补偿运算模型，在本步骤中，计算模块403需要利用补偿运算模型确定实际补偿运算值，根据前述测得的环境因素值，以及超声波在聚合物处于不同状态下的实际传播速度，根据实测的相关值，可以确定在土壤测量中，由于环境因素的改变，例如温度的升高，所需要在土壤测量的最终数值中进行具体补偿修正的值。在根据超声波在聚合物处于不同介质下，也就是在聚合物处于原始状态下和聚合物完成与外界土壤进行水分交换的状态下超声波分别对应的传播时间第一时间差和第二时间差，计算模块403利用两个时间差之间的关系，计算出水分交换对聚合物的具体影响值，再结合实际补偿预算值，消除环境因素对超声波在聚合物中传递速度的影响，根据超声波的传播速度和聚合物介质水分含量的关系，最终得到精确的土壤湿度值。
进一步地，所述根据所述超声波在聚合物介质内的传播时间及所述土壤测量装置的环境因素，计算所述土壤的水分及盐分导电率土壤测量装置，包括：根据所述第一时间差值、第二时间差值、所述实际补偿运算值，计算所述土壤的盐分含量。计算模块403根据超声波的传播速度和聚合物介质盐分含量的关系，最终得到精确的土壤盐分导电率值。
请参见图5，图5示出的本申请实施例提供的电子设备的结构示意图。本申请实施例提供的一种电子设备500，包括：处理器501和存储器502，存储器502存储有处理器501可执行的机器可读指令，机器可读指令被处理器501执行时执行如上的方法。
例如，本申请实施例的处理器501通过通信总线从存储器502读取计算机程序并执行该计算机程序可以实现如下方法：一种数据管理方法。在一些示例中，处理器501还可以对配置项进行更新，也就是说，可以执行如下步骤：接收输入的日志数据，将所述日志数据存储至高速率存取模块，并在存储所述日志数据时标记存储时间；判断当前时间和所述日志数据的存储时间之间的时间长度是否大于预设阈值，若大于，则将所述日志数据迁移存储至普通速率存取模块；以及对已存储的已有日志数据进行查询，其中所述已有的日志数据包括存储在高速率存取模块和普通速率存取模块上的日志数据。
处理器501可以是一种集成电路芯片，具有信号处理能力。上述处理器501可以是通用处理器，包括中央处理器(Central Processing Unit，CPU)、网络处理器(NetworkProcessor，NP)等；还可以是数字信号处理器(Digital Signal Processing，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现成可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。其可以实现或者执行本申请实施例中公开的各种方法、步骤及逻辑框图。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。
存储器502可以包括但不限于随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)，只读存储器(Read Only Memory，ROM)，可编程只读存储器(Programmable Read-OnlyMemory，PROM)，可擦除只读存储器(Erasable Programmable Read-Only Memory，EPROM)，电可擦除只读存储器(Electric Erasable Programmable Read-Only Memory，EEPROM)等。
可以理解，图5所示的结构仅为示意，电子设备500还可包括比图5中所示更多或者更少的组件，或者具有与图5所示不同的配置。图5中所示的各组件可以采用硬件、软件或其组合实现。于本申请实施例中，电子设备500可以是，但不限于台式机、笔记本电脑、智能手机、智能穿戴设备、车载设备等实体设备，还可以是虚拟机等虚拟设备。另外，电子设备500也不一定是单台设备，还可以是多台设备的组合，例如服务器集群，等等。于本申请实施例中，一种拍摄车辆的方法中的服务器可以采用图5示出的电子设备500实现。
本申请实施例还提供一种计算机可读存储介质，包括存储在计算机可读存储介质上的计算机程序，计算机程序包括程序指令，当程序指令被计算机执行时，计算机能够执行上述实施例中一种数据管理方法的步骤，例如包括：接收输入的日志数据，将所述日志数据存储至高速率存取模块，并在存储所述日志数据时标记存储时间；判断当前时间和所述日志数据的存储时间之间的时间长度是否大于预设阈值，若大于，则将所述日志数据迁移存储至普通速率存取模块；以及对已存储的已有日志数据进行查询，其中所述已有的日志数据包括存储在高速率存取模块和普通速率存取模块上的日志数据。
在本申请所提供的实施例中，应该理解到，所公开的系统和方法，可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，又例如，多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些通信接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
另外，作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
再者，在本申请各个实施例中的各功能模块可以集成在一起形成一个独立的部分，也可以是各个模块单独存在，也可以两个或两个以上模块集成形成一个独立的部分。
在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。
以上所述仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请的保护范围，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种土壤测量方法，其特征在于，所述方法通过土壤测量装置测量土壤的含水量和盐分导电率；所述土壤测量装置包括超声波发射装置、超声波返回装置、聚合物介质以及腔壁，所述腔壁包括对外吸收和蒸发的孔；所述方法包括：
对所述土壤测量装置的环境因素值进行测量并保存；
对超声波在聚合物介质内的传播时间进行测量并保存；以及
根据所述超声波在聚合物介质内的传播时间及所述土壤测量装置的环境因素，计算所述土壤的水分及盐分导电率；
其中，所述传播时间包括：所述聚合物介质未放置于待测土壤时的第一时间差值、以及所述聚合物介质放置于待测土壤时的第二时间差值；
其中，所述对所述土壤测量装置内的环境因素值进行测量并保存，包括：
测量所述土壤测量装置的超声波发射装置到超声波返回装置的距离值；
采集所述土壤测量装置的环境温度，并将所述环境温度的数据进行保存；
其中，所述第一时间差值由第一接收时间与第一发射时间的差值确定；
所述第一发射时间为在所述聚合物介质未利用腔壁与外界土壤进行水分吸收和蒸发时，超声波从所述超声波发射装置发射的时间；
所述第一接收时间为在所述聚合物介质未利用腔壁与外界土壤进行水分吸收和蒸发时，超声波经所述超声波返回装置反射后返回到所述超声波发射装置的时间；
其中，所述第二时间差值由第二接收时间与第二发射时间的差值确定；
所述第二发射时间为在所述聚合物介质放置于待测土壤中，利用腔壁与待测土壤进行水分吸收和蒸发时，超声波从所述超声波发射装置发射的时间；
所述第二接收时间为在所述聚合物介质放置于待测土壤中，利用腔壁与待测土壤进行水分吸收和蒸发时，超声波经所述超声波返回装置反射后返回到所述超声波发射装置的时间。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述超声波在聚合物介质内的传播时间及所述土壤测量装置的环境因素，计算所述土壤的水分及盐分导电率，包括：
建立所述环境因素与超声波在聚合物介质中的传播速度的补偿运算关系模型。
3.根据权利要求2中所述的方法，其特征在于，所述根据所述超声波在聚合物介质内的传播时间及所述土壤测量装置的环境因素，计算所述土壤的水分及盐分导电率，包括：
根据所述土壤测量装置的超声波发射装置到超声波返回装置的距离值、所述第一时间差值以及第二时间差值，计算超声波在所述聚合物介质中的实际传播速度；
根据所述补偿运算关系模型，利用具体测量得到的环境因素值和所述实际传播速度，计算实际补偿运算值；
根据所述第一时间差值、第二时间差值、所述实际补偿运算值，计算所述土壤的湿度。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据所述超声波在聚合物介质内的传播时间及所述土壤测量装置的环境因素，计算所述土壤的水分及盐分导电率，包括：
根据所述第一时间差值、第二时间差值、所述实际补偿运算值，计算所述土壤的盐分含量。
5.一种土壤测量装置，其特征在于，包括：环境监测模块、时间测量模块、计算模块、超声波发射装置、超声波返回装置、聚合物介质以及腔壁，所述腔壁包括对外吸收和蒸发的孔；
所述环境监测模块用于对土壤测量装置的环境因素值进行测量并保存；
所述时间测量模块用于对超声波在聚合物介质内的传播时间进行测量并保存；以及
所述计算模块用于根据所述超声波在聚合物介质内的传播时间及所述土壤测量装置的环境因素，计算所述土壤的水分及盐分导电率；
其中，所述传播时间包括聚合物介质未放置于待测土壤的第一时间差值、聚合物介质放置于待测土壤的第二时间差值；
其中，所述环境监测模块具体用于：
测量所述土壤测量装置的超声波发射装置到超声波返回装置的距离值；
采集所述土壤测量装置的环境温度，并将所述环境温度的数据进行保存；
其中，所述第一时间差值由第一接收时间与第一发射时间的差值确定；
所述第一发射时间为在所述聚合物介质未利用腔壁与外界土壤进行水分吸收和蒸发时，超声波从所述超声波发射装置发射的时间；
所述第一接收时间为在所述聚合物介质未利用腔壁与外界土壤进行水分吸收和蒸发时，超声波经所述超声波返回装置反射后返回到所述超声波发射装置的时间；
所述第二时间差值由第二接收时间与第二发射时间的差值确定；
所述第二发射时间为在所述聚合物介质放置于待测土壤中，利用腔壁与待测土壤进行水分吸收和蒸发时，超声波从所述超声波发射装置发射的时间；
所述第二接收时间为在所述聚合物介质放置于待测土壤中，利用腔壁与待测土壤进行水分吸收和蒸发时，超声波经所述超声波返回装置反射后返回到所述超声波发射装置的时间。
6.一种电子设备，其特征在于，包括：处理器、存储器和总线；
所述处理器和所述存储器通过所述总线完成相互间的通信；
所述存储器存储有可被所述处理器执行的程序指令，所述处理器调用所述程序指令能够执行如权利要求1-4任一项所述的方法。
7.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储计算机指令，所述计算机指令被计算机运行时，使所述计算机执行如权利要求1-4任一项所述的方法。
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